JP6417424B2 - Implantable paste and use thereof - Google Patents

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Description

本発明は、インプラントとしてあるいはインプラントのコーティングとして使用する生物活性ガラスを含むインプラント可能なペーストに関する。   The present invention relates to an implantable paste comprising bioactive glass for use as an implant or as a coating for an implant.

生物活性ガラスは生物活性及び生体適合性がある材料として知られている。何十年間も生物活性ガラスは化学的にも骨と結合しうる骨の充填材料として開発されてきた。生物活性ガラスの優良性に関する近年の発見は、この材料を適用することについての関心をより深めてきた。生物活性ガラスは、商業的には、例えば、BonAlive(登録商標)、NovaBone(登録商標)及びBiogran(登録商標)の商標で市販されている。生物活性ガラスは、整形外科及び頭蓋顎顔面(cranio-maxillofacial)の骨腔充填材(bone cavity filling)及び骨の復元材用の顆粒及び板のような医療用の適用材として種々の形状で使用されてきた。   Bioactive glasses are known as bioactive and biocompatible materials. For decades, bioactive glass has been developed as a bone filler that can be chemically combined with bone. Recent discoveries regarding the superiority of bioactive glass have deepened interest in applying this material. Bioactive glasses are commercially available, for example, under the trade names BonAlive (R), NovaBone (R), and Biogran (R). Bioactive glass is used in various forms as medical applications such as granules and plates for orthopedic and cranio-maxillofacial bone cavity filling and bone restoration It has been.

骨移植組織代替材として生物活性ガラスを使う主な利点は、二次的な領域からの骨移植組織の採取を避けうることである。ある特定の構成の範囲内で生物活性ガラスは骨の成長を促進し、バクテリア増殖抑制特性を示す。   The main advantage of using bioactive glass as a bone graft substitute is that it is possible to avoid harvesting bone graft from secondary areas. Within certain configurations, the bioactive glass promotes bone growth and exhibits bacterial growth-inhibiting properties.

ガラスが生物活性であって、そして前記の特性を持つためには、ガラスは、ある特定の組成を有することと同様に、溶解し、及び、ある特定の溶解レートを有している必要がある。組成と生物活性との関係は、Hench.L「Theory and clinical applications」(Bioceramics)に記載されている。Bioceramics(1994;7:3-14)の中の記載は当業者に生物活性ガラスを設計するのに十分な手段を与える。   In order for a glass to be biologically active and have the aforementioned properties, it must melt and have a certain dissolution rate as well as having a certain composition. . The relationship between composition and biological activity is described in Hench.L “Theory and clinical applications” (Bioceramics). The description in Bioceramics (1994; 7: 3-14) provides those skilled in the art with sufficient means to design bioactive glasses.

溶解レート及びそれによるガラス粒子の総分解時間に影響を与えている要因の一つは、粒子サイズ、又は体積に対する表面積(A/V)である。換言すれば、粒子が小さくなれば、それだけA/Vレートがより高くなり、分解がより速くなり、及び総分解時間がより短くなる。例えば、商業的に入手可能なガラス45S5/Bioglass(登録商標)は90〜710μmのサイズ範囲で利用可能であり、そしてそれは1年以内で体内で分解されると言われている。商標名BonAlive(登録商標)で売られているガラスS53P4は、SiO 53重量%、NaO 23重量%、CaO 20重量%とP 4重量%の化学組成を有している。そしてそれは、SiO 45重量%、NaO 24.5重量%、CaO 24.5重量%及びP 6重量%の組成を有している45S5ガラスより明らかにゆっくり溶解するガラスである。 One factor affecting the dissolution rate and thereby the total degradation time of the glass particles is the particle size, or the surface area (A / V) relative to the volume. In other words, the smaller the particles, the higher the A / V rate, the faster the decomposition, and the shorter the total decomposition time. For example, the commercially available glass 45S5 / Bioglass® is available in the size range of 90-710 μm and is said to degrade in the body within one year. Glass S53P4 sold under the trade name BonAlive® has a chemical composition of 53 wt% SiO 2 , 23 wt% Na 2 O, 20 wt% CaO and 4 wt% P 2 O 5 . And it is a glass that melts obviously more slowly than 45S5 glass having a composition of 45 wt% SiO 2 , 24.5 wt% Na 2 O, 24.5 wt% CaO and 6 wt% P 2 O 5. .

使用を促進するため、及び、生物活性ガラスの外科用の有効範囲を広げるために、変形可能なペースト又はパテタイプの組成物が開発されてきた。理想的なケースでは、パテ組成物は、接触汚染、流出あるいは超過投薬のリスクなしで、投薬、骨の欠陥の処置及び直接的な管理が容易になるべきである。実際は、医師は、薬物投与及びパテの形成に彼らの手を使用し、骨洞の充填のために指及び/又はへら又はそれに類するものを使用してきた。しかしながら、このような形式は、例えば、患者あるいは医師にとって最善でないコンタミネーションリスク等の多くの実際的な不利を有している。   Deformable paste or putty type compositions have been developed to facilitate use and to extend the surgical scope of bioactive glass. In an ideal case, the putty composition should facilitate dosing, treatment of bone defects and direct management without the risk of contact contamination, spillage or overdose. In practice, physicians have used their hands for drug administration and putty formation, and have used fingers and / or spatulas or the like to fill the bone sinus. However, such a format has many practical disadvantages, such as contamination risks that are not optimal for the patient or physician.

ある合成パテ/ペースト組成物はUS2008/0226688において知られていて、そして商業的にはNovaBone(登録商標)パテとして知られている。文献は、骨空のフィラータイプのペースト又はパテ、すなわち、水性媒体溶液中で、骨の欠陥箇所に適用可能な生物活性ガラス粒子で構成されている殺菌された成形可能なインプラント組成物を開示している。生物活性ガラス粒子は約68%から約76%(wt/wt)の濃度範囲で粘着性の媒体に加えられている。媒体は、ポリエチレングリコールに対するグリセロールの割合が約45:55から約65:35である、24%から32%(wt/wt)の範囲のグリセロールと中分子量ポリエチレングリコール(PEG)との混合物を含む。。   One synthetic putty / paste composition is known in US2008 / 0226688 and is commercially known as NovaBone® putty. The literature discloses bone-filled filler-type pastes or patties, i.e., sterilized moldable implant compositions composed of bioactive glass particles that can be applied to bone defects in aqueous media solutions. ing. Bioactive glass particles are added to the adhesive medium in a concentration range of about 68% to about 76% (wt / wt). The medium comprises a mixture of glycerol and medium molecular weight polyethylene glycol (PEG) in the range of 24% to 32% (wt / wt), wherein the ratio of glycerol to polyethylene glycol is from about 45:55 to about 65:35. .

完全に合成された骨腔フィラーパテ又はペーストに加えて、同種移植骨(allograft bones)、鉱物質除去骨マトリックス(demineralised bone matrix)、及び、ウシコラーゲン/ハイドロキシアパタイトの混合物のような、パテ又はペースト状の特定の半合成混合物は、その分野において広く使用されてきた。しかしながら、このような同種移植組成物(allograft formulations)は、病気の進行のリスクという最も大きくそして決して完全に除外できない多くの不利益を有する。   Putty or pasty, such as allograft bones, demineralized bone matrix, and bovine collagen / hydroxyapatite blends in addition to fully synthesized bone cavity filler putty or paste Certain semi-synthetic mixtures have been widely used in the field. However, such allograft formulations have many disadvantages that are the greatest and never completely ruled out risk of disease progression.

さらに、人工関節感染(PJIs)及び他の非生物的インプラントの感染は、医療制度の重要な関心事であり、長期の入院や複雑なリスクに関連した追加の手術及び長期間の抗菌処理のような、患者にとっての多くの不都合と結びつく。比較的低いPJIsの発生率(1-2%)にも関わらず、関連する経済的影響は大きいままである。広い範囲の微生物(microorganism)は、多くの場合、致命的な一連の治療の原因となり、人工関節の材質上にバイオフィルム(biofilm)を作り出すことが可能である。黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、コアグラーゼ陰性ブドウ球菌(coagulase negative staphylococci)及びグラム陰性桿状菌(gram-negative rods)は一般的には最もPJIsに関係する病原体である。   In addition, prosthetic joint infections (PJIs) and other abiotic implant infections are important health care concerns, such as long-term hospitalization and additional risks associated with complex risks and long-term antimicrobial treatment. It is associated with many inconveniences for the patient. Despite the relatively low incidence of PJIs (1-2%), the associated economic impact remains significant. A wide range of microorganisms often causes a fatal series of treatments and can create a biofilm on the material of the prosthesis. Staphylococcus aureus, coagulase negative staphylococci and gram-negative rods are generally the most pathogens associated with PJIs.

PJIsにおける発症の第一段階はバクテリア細胞のインプラントへの癒着、そして、それに続くバイオフィルムマトリックスの形成である。バイオフィルムは、微生物と非生物的表面との間に、細胞付着力によって接着されたマトリックスで囲まれた微生物の集団である。バイオフィルムの形成は、非常に古くからある統合的な原核細胞サイクルの要素で、バクテリアの環境中での存続のための重要な要素である。バイオフィルム関連の感染の共通点は、宿主免疫、典型的な抗菌剤及び殺虫剤に対する本質的な耐性である。バイオフィルムの構造中に包囲されたバクテリアは、実際、対応する浮遊生物の最小阻害濃度より10から1000倍高い抗生物質の許容レベルであることが知られている。   The first stage of development in PJIs is the adhesion of bacterial cells to the implant, followed by the formation of a biofilm matrix. A biofilm is a population of microorganisms surrounded by a matrix adhered by cell adhesion forces between the microorganisms and the abiotic surface. Biofilm formation is a very long-standing component of the integrated prokaryotic cycle and is an important factor for the survival of bacteria in the environment. A common feature of biofilm-related infections is intrinsic immunity to host immunity, typical antibacterials and insecticides. Bacteria surrounded in the structure of the biofilm are actually known to have an acceptable level of antibiotics 10 to 1000 times higher than the minimum inhibitory concentration of the corresponding planktonic organism.

バクテリア感染と関係があるさらなる一般的な問題は、抗生物質への耐性ができるというバクテリアの能力である。それは最近の現象ではないが、今日重大な健康問題となっている。数十年にわたって、さまざまな程度に、感染性の高いバクテリアがそれぞれの新しい抗生物質に対する耐性を発達させてきており、US及び世界保健機構の疫病管理予防センターによれば、抗菌耐性が世界的な健康的脅威となってきた。   A further common problem associated with bacterial infection is the ability of bacteria to be resistant to antibiotics. It is not a recent phenomenon, but it is a serious health problem today. Over the decades, to varying degrees, highly infectious bacteria have developed resistance to each new antibiotic, and according to the US and World Health Organization's Centers for Disease Control and Prevention, antimicrobial resistance is worldwide. It has become a healthy threat.

実際、耐性菌からの感染は現在あまりにも頻繁であり、いくつかの病原体は複数タイプ又はクラスの抗生物質に対してさえ耐性ができてきた。今日、抗生物質耐性がほとんどの病院で見られ、そしてすべてのバクテリアの70%が2020年までに抗生物質に対する耐性を有するであろうと推定されている。慢性骨髄炎に感染した患者から分離されたメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(methicillin resistant S. aureus,MRSA)、メチシリン耐性表皮ブドウ球菌(methicillin resistant Staphylococcus epidermidis ,MRSE)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)及びアシネトバクター(Acinetobacter baumannii )に対するインビトロにおけるBAG S53P4のバクテリア増殖阻害活性は示されてきた(Drago L, Romano D, De Vecchi E, et al.Bioactive glass BAG-S53P4 for the adjunctive treatment of chronic osteomyelitis of the long bones.An in vitro and prospective clinical study.BMC Infect.Dis.10、13:584(2013))。しかしながら、この生物活性ガラスの小粒子が抗菌性効果を持っていることは知られているものの。それらと他のコンポーネントとの実用上の相互作用については知られていない。   Indeed, infection from resistant bacteria is now too frequent, and some pathogens have been able to resist even multiple types or classes of antibiotics. Today, antibiotic resistance is seen in most hospitals, and it is estimated that 70% of all bacteria will be resistant to antibiotics by 2020. Methicillin resistant S. aureus (MRSA), Methicillin resistant Staphylococcus epidermidis (MRSE), Pseudomonas aeruginosa, and Acinetobacter (Pseudomonas aeruginosa) isolated from patients infected with chronic osteomyelitis In vitro bacterial growth inhibitory activity of BAG S53P4 against Acinetobacter baumannii has been shown (Drago L, Romano D, De Vecchi E, et al. Bioactive glass BAG-S53P4 for the adjunctive treatment of chronic osteomyelitis of the long bones. An in vitro and prospective clinical study. BMC Infect. Dis. 10, 13: 584 (2013)). However, although it is known that the small particles of this bioactive glass have an antibacterial effect. There is no known practical interaction between them and other components.

文献「Antibacterial effect of bioactive glasses on clinically important anaerobic bacteria in vitro」(J.Mat. Sc. in Medicine、 Vol. 19、 No. 2,2007/7/10)は、同等あるいは45μm以下の大きさを持っている生物活性ガラスS53P4の粉末が良好な抗菌性効果を有することを開示している。本願出願人の文献EP2322134は、異なったタイプのポリエチレングリコールと生物活性ガラス球体とを有するインプラントペーストを開示している。しかしながら、以下に示すように、これらのペーストは抗菌性ではない。   The document "Antibacterial effect of bioactive glasses on clinically important anaerobic bacteria in vitro" (J. Mat. Sc. In Medicine, Vol. 19, No. 2, 2007/7/10) has the same size or less than 45 μm. Discloses that the powder of bioactive glass S53P4 has a good antibacterial effect. Applicant's document EP2322134 discloses an implant paste having different types of polyethylene glycol and bioactive glass spheres. However, as shown below, these pastes are not antimicrobial.

米国特許出願公開第2008/0226688号明細書US Patent Application Publication No. 2008/0226688 欧州特許第2322134号明細書European Patent No. 2322134

(定義)
本出願において使用される用語は、もし、それが定義されていない場合には、1987年と1992年に生物材料に関するコンセンサス会議で同意されているものである。
参照:Williams,DF(ed.):Definitions in biomaterials: Proceedings of a consensus conference of the European Society for Biomaterials, Chester, England.March 3-5, 1986.Elsevier, Amsterdam 1987, and Williams DF, Black J, Doherty PJ.Second consensus conference on definitions in biomaterials.
In:Doherty PJ, Williams RL, Williams DF, Lee AJ (eds).Biomaterial-Tissue Interfaces. Amsterdam:Elsevier,1992.
(Definition)
The terms used in this application are those agreed at the consensus conference on biological materials in 1987 and 1992, if not defined.
Reference: Williams, DF (ed.): Definitions in biomaterials: Proceedings of a consensus conference of the European Society for Biomaterials, Chester, England. March 3-5, 1986. Elsevier, Amsterdam 1987, and Williams DF, Black J, Doherty PJ.Second consensus conference on definitions in biomaterials.
In: Doherty PJ, Williams RL, Williams DF, Lee AJ (eds) .Biomaterial-Tissue Interfaces.Amsterdam: Elsevier, 1992.

本出願において、生物活性材料とは、生物活性を引き出すか、あるいは調整するように設計されてきた材料を意味する。生物活性材料は、しばしば哺乳動物の組織と化学的結合が可能な表面活性材料である。   In this application, a bioactive material means a material that has been designed to elicit or modulate bioactivity. Bioactive materials are surface active materials that are often capable of chemically binding to mammalian tissue.

文章中の吸収性の(resorbable)という用語は、材料が崩壊されること、すなわち、哺乳類の体内に入れられ、及び生理的環境に接した際に、長期移植において分解されることを意味する。特に、吸収性ガラス、(resorbable glass)という用語は、生理的環境と接していない時にその表面でヒドロキシルカーボネートアパタイト層(hydroxyl-carbonate apatite layer)を形成しないシリカリッチなガラスを意味する。吸収性ガラスは体から再吸収によって消え、その分解プロセスの間には、細胞若しくは細胞増殖を著しく活性化しない。   The term resorbable in the text means that the material is disintegrated, i.e., degraded in long-term transplantation when placed in the mammalian body and in contact with the physiological environment. In particular, the term resorbable glass means a silica-rich glass that does not form a hydroxyl-carbonate apatite layer on its surface when not in contact with a physiological environment. Absorbent glass disappears from the body by reabsorption and does not significantly activate cells or cell growth during the degradation process.

生物材料(biomaterial)とは、評価、処理、拡張、あるいは体のいかなる組織、器官または機能を入れ替えをするための生物システムのインターフェースとして意図された材料を意味する。生物的適合性(biocompatibility)とは、特定の位置において適切な宿主反応を引き起すことによって、安全そして十分に機能する医療用器具に使用される材料の性能を意味する。吸収(resorption)とは、単純な崩壊による生物材料の分解を意味する。複合物(composite)とは、ガラスのように、少なくとも2つの異なった構成要素、例えば有機ポリマー及びセラミック材料等、を有する材料を意味する。   By biomaterial is meant a material intended as an interface to a biological system for evaluation, processing, expansion, or replacement of any tissue, organ or function of the body. Biocompatibility refers to the performance of materials used in medical devices that function safely and well by inducing appropriate host reactions at specific locations. Resorption means the degradation of biological material by simple decay. By composite is meant a material such as glass that has at least two different components, such as organic polymers and ceramic materials.

本発明の目的は、容易且つ安全に処理でき、そして、抗菌性と同時に望ましい骨充填効果のある特質を有する骨腔フィラーとして有用な混合物を供給することである。別の本発明の目的は、インプラントの表面上のバイオフィルムの形成を防ぐのに有用な合成物を供給することにある。本発明の目的は、従って、局所的な感染を防ぐためのインプラント手術での使用のための材料を提供することでもある。本発明の更なる目的は、耐性を獲得しないであろう材料を提供することでもある。   It is an object of the present invention to provide a mixture that can be easily and safely processed and is useful as a bone cavity filler with the desired bone filling properties as well as antibacterial properties. Another object of the present invention is to provide a composition useful for preventing biofilm formation on the surface of an implant. The object of the invention is therefore also to provide a material for use in implant surgery to prevent local infection. A further object of the present invention is also to provide a material that will not gain resistance.

本発明は、0.5〜45μmのサイズ分布と、100〜4000μmのサイズ分布を有する生物活性ガラス顆粒を有するインプラントペーストに関する。
生物活性ガラスの組成物はSiO 45〜55重量%、NaO 20〜25重量%、CaO 18〜25重量%及びP 3〜6重量%である。ペーストは、さらに、200〜700g/mol、低分子量ポリエチレングリコール、700〜2500g/molの中分子量ポリエチレングリコール、2500〜8000g/moの高分子量ポリエチレングリコール、及びグリセロールを有する。但し、低分子量ポリエチレングリコールの分子量と中分子量ポリエチレングリコールの分子量とは少なくとも80g/mol互いに相違し、そして中分子量ポリエチレングリコールと高分子量ポリエチレングリコールの分子量は少なくとも300g/mol互いに相違する。
The present invention relates to an implant paste having bioactive glass granules having a size distribution of 0.5 to 45 μm and a size distribution of 100 to 4000 μm.
The composition of the bioactive glass SiO 2 45 to 55 wt%, Na 2 O 20-25% by weight, CaO 18 to 25 wt% and P 2 O 5 3 to 6 wt%. The paste further comprises 200-700 g / mol, low molecular weight polyethylene glycol, 700-2500 g / mol medium molecular weight polyethylene glycol, 2500-8000 g / mo high molecular weight polyethylene glycol, and glycerol. However, the molecular weight of the low molecular weight polyethylene glycol and the molecular weight of the medium molecular weight polyethylene glycol are different from each other by at least 80 g / mol, and the molecular weights of the medium molecular weight polyethylene glycol and the high molecular weight polyethylene glycol are different from each other by at least 300 g / mol.

本発明は、骨形成への使用のための本発明のインプラントの製造に使用されるペーストの使用にも関する。
本発明は、さらに、本発明のインプラントのコーティングに関するペーストの使用にも関する。
本発明は、さらに、本発明のペーストで覆われたインプラントに関する。
The invention also relates to the use of a paste used in the manufacture of an implant of the invention for use in bone formation.
The invention further relates to the use of a paste for the coating of the implant according to the invention.
The invention further relates to an implant covered with the paste of the invention.

本発明は、
(a) 0.5〜45μmのサイズ分布を持っている生物活性ガラス粉末と、
(b) 100と4000μmとの間にサイズ分布を持っている生物活性ガラス顆粒と、
(c) 200〜700g/molの分子量の範囲を有している低分子量ポリエチレングリコールと、
(d) 700〜2500g/molの分子量の範囲を有している中分子量ポリエチレングリコールと、
(e) 2500〜8000g/molの分子量の範囲を有している高分子量ポリエチレングリコールと
(f) グリセロールと、を含み、
前記生物活性ガラスの組成がSiO 45〜55重量%、NaO 20〜25重量%、CaO 18〜25重量%、及びP 3〜6重量%である、移植可能なペーストに関する。但し、低分子量ポリエチレングリコールの分子量と中分子量ポリエチレングリコールの分子量とは少なくとも80g/mol互いに相違し、そして中分子量ポリエチレングリコールと高分子量ポリエチレングリコールの分子量は少なくとも300g/mol互いに相違する。
The present invention
(A) a bioactive glass powder having a size distribution of 0.5 to 45 μm;
(B) bioactive glass granules having a size distribution between 100 and 4000 μm;
(C) a low molecular weight polyethylene glycol having a molecular weight range of 200 to 700 g / mol;
(D) a medium molecular weight polyethylene glycol having a molecular weight range of 700-2500 g / mol;
(E) high molecular weight polyethylene glycol having a molecular weight range of 2500 to 8000 g / mol, and (f) glycerol.
Wherein the bioactive composition SiO 2 45 to 55 wt% of the glass, Na 2 O 20-25 wt%, CaO 18 to 25 wt%, and a P 2 O 5 3 to 6 wt%, about implantable paste. However, the molecular weight of the low molecular weight polyethylene glycol and the molecular weight of the medium molecular weight polyethylene glycol are different from each other by at least 80 g / mol, and the molecular weights of the medium molecular weight polyethylene glycol and the high molecular weight polyethylene glycol are different from each other by at least 300 g / mol.

本発明は、従って、骨誘導性(osteoconductive)、生物活性、耐菌性及び変形可能な組成物を提供する。ペーストは粘着性の有機媒体溶液又はマトリックス中の生物活性ガラス顆粒を有する。ペーストは、従って、粒子用の一時的な結合剤として働くポリエチレングリコールから構成された合成バインダーで混合されたカルシウム−リン−ナトリウム−ケイ酸塩(calcium-phosphorous-sodium-silicate)粒子から構成されている。粒子とバインダーは典型的にプレミックスされた結合材料(cohesive material)として提供される。移植において、バインダーは、粒子間での組織浸透を許すように、そして粒子に結合された骨の通常の治癒プロセス(生物活性ガラスと骨再生の再吸収)を許すように吸収される。バインダーが移植の直後に吸収されると、生物活性ガラス粒子のみが残る。これらのすべてのコンポーネントは公知であり、そして広く使用されており、食品及び飲料の分野と同様に、医学、製薬及び化粧品の分野で許可されている。   The present invention thus provides an osteoconductive, bioactive, fungal resistant and deformable composition. The paste has a sticky organic medium solution or bioactive glass granules in a matrix. The paste is therefore composed of calcium-phosphorous-sodium-silicate particles mixed with a synthetic binder composed of polyethylene glycol which acts as a temporary binder for the particles. Yes. The particles and binder are typically provided as a premixed cohesive material. In transplantation, the binder is absorbed to allow tissue penetration between the particles and to allow the normal healing process of bone bound to the particles (resorption of bioactive glass and bone regeneration). If the binder is absorbed immediately after implantation, only bioactive glass particles remain. All these components are known and widely used and are approved in the medical, pharmaceutical and cosmetic fields as well as in the food and beverage fields.

少なくとも前述の目的の一部は、少なくとも前述の目的の一部は、すべてではないとしても、本発明及びその種々の実施形態によって達成される。実際、微細な生物活性粒子の粉末は、ポリエチレングリコール混合物と結びついた時、骨の内部成長促進と同時に、結果物の材料は驚くべき抗菌性を生じる。   At least some of the above objects will be met by the invention and its various embodiments, if not at least some of the above objects. In fact, when the fine bioactive particle powder is combined with a polyethylene glycol mixture, the resulting material produces surprising antibacterial properties while simultaneously promoting bone ingrowth.

欧州特許EP2322134は、生物活性ガラスの球と、異なるポリエチレングリコール(低、中、そして高分子量PEG)の混合物とを含む類似の組成物を開示する。しかしながら、生物活性ガラスがBonAlive(登録商標)生物活性ガラスであるような組成物は際立った抗菌性効果を有していないことが見られていた。他方、BonAlive(登録商標)生物活性ガラスは、それ自身が抗生物質耐性菌に対してさえ、その粒子サイズにかかわらず抗バクテリア効果を有することが示されてきた。しかしながら、その反応速度があまりにも高く、危険性も高い可能性があるため、微細な生物活性粒子(45μm未満の平均直径)は、単独では実際の哺乳動物の組織に取り入れられることができない。また、それはその高い反応速度のために骨の成長促進もしないであろう。   European patent EP2322134 discloses a similar composition comprising a sphere of bioactive glass and a mixture of different polyethylene glycols (low, medium and high molecular weight PEG). However, it has been seen that compositions in which the bioactive glass is BonAlive® bioactive glass have no significant antimicrobial effect. On the other hand, BonAlive® bioactive glass has been shown to have an antibacterial effect regardless of its particle size, even against antibiotic resistant bacteria. However, fine bioactive particles (average diameter less than 45 μm) alone cannot be incorporated into actual mammalian tissue because of their high reaction rate and potentially high risk. It will also not promote bone growth because of its high response rate.

同様の粒子サイズの生物活性ガラス粉末と比べると、ポリエチレングリコールを含む本材料は、チューブを通しても適用可能であり、小切開手術にも使用可能であるという、さらなる利点を有している。材料は粘着性であって、そして、流動自在な乾燥した粉末とは対照的に、制御された緩やかな方法で欠陥に充填される。従って、欠陥へのペーストの安定した供給をコントロールすることが可能である。   Compared to bioactive glass powders of similar particle size, the present material comprising polyethylene glycol has the additional advantage that it can be applied through a tube and can also be used for small incision surgery. The material is tacky and fills the defects in a controlled and gradual manner as opposed to a free flowing dry powder. Therefore, it is possible to control the stable supply of paste to the defect.

小さい粒子サイズの粉末からより大きい顆粒形状の生物活性ガラスを組み合わせることも可能であり、それは骨の内部成長特性と材料の流動特性との両方に影響を与えるであろう。ポリエチレングリコールの選択は、流動性特性のための要求を満たすように適用されるだろう。   It is also possible to combine bioactive glass with a larger granule shape from a small particle size powder, which will affect both the bone ingrowth properties and the material flow properties. The choice of polyethylene glycol will be applied to meet the requirements for flow properties.

本明細書中、略語wt%は重量パーセントを意味し、典型的には総重量の重量パーセントとして表現される。分子量は平均分子量(the mean molecular weight)を意味し、それはここで数平均分子量(the number average molecular weight)であって、g/molと表される。生物活性ガラス粒子のサイズ分布はふるいにかけることによって決定される。   In this specification, the abbreviation wt% means weight percent and is typically expressed as weight percent of total weight. Molecular weight means the mean molecular weight, here the number average molecular weight, expressed as g / mol. The size distribution of the bioactive glass particles is determined by sieving.

顆粒については、球形以外のいかなる規則的なあるいは不規則な形状の粒子をも意味する。生物活性ガラスの粉末は、顆粒からも構成される。   By granule is meant any regular or irregularly shaped particles other than spherical. Bioactive glass powders are also composed of granules.

望ましい実施形態によれば、ペーストは、
(g) 治療的に活性のある剤、
を含む。
According to a preferred embodiment, the paste is
(G) a therapeutically active agent,
including.

一の実施形態によれば、生物活性ガラス顆粒は500〜800μmのサイズ分布を有している。他の実施形態によれば、生物活性ガラス顆粒は100〜350μmのサイズ分布を有している。さらに他の実施形態によれば、生物活性ガラス顆粒は315〜500μmのサイズ分布を有している。別の実施形態によれば、生物活性ガラス顆粒は、1000と2000μmの間にサイズ分布を有している。組成物は、例えば315〜500μmのサイズ分布を持っている粉末及び顆粒の形状での生物活性ガラスを含んでいてもよい。このような組成物は例えば口腔外科用として有用である。他の可能な組み合わせは、500〜800μmのサイズ分布を有する粉末と顆粒である。この組成物は頭蓋顎顔面(craniomaxillofacial)及び手の手術に有益である。さらなる可能な組み合わせは1000〜2000μmのサイズ分布を持つ顆粒の粉末である。この組成物は整形外科用、外傷及び脊髄手術用として有用である。   According to one embodiment, the bioactive glass granules have a size distribution of 500-800 μm. According to another embodiment, the bioactive glass granules have a size distribution of 100-350 μm. According to yet another embodiment, the bioactive glass granules have a size distribution of 315-500 μm. According to another embodiment, the bioactive glass granules have a size distribution between 1000 and 2000 μm. The composition may comprise bioactive glass, for example in the form of powders and granules having a size distribution of 315 to 500 μm. Such a composition is useful, for example, for oral surgery. Another possible combination is a powder and granules having a size distribution of 500-800 μm. This composition is beneficial for craniomaxillofacial and hand surgery. A further possible combination is a granular powder with a size distribution of 1000 to 2000 μm. This composition is useful for orthopedic surgery, trauma and spinal surgery.

組成物は、従って、例えば1〜44μmのサイズ分布を有する顆粒中の、粉末形状の生物活性ガラスを含んでいてもよい。サイズ分布は、例えば、1、5、10、15、20、25、30、35あるいは40μmから、5、10、15、20、25、30、35、40あるいは45μmまで、を取りうる。さらに、組成物は、例えば100〜350μm、あるいは100〜200μm、あるいは150〜250μm、あるいは200〜300μm、あるいは250〜350μmのサイズ分布を有していてもよい。これより大きい顆粒のサイズ分布は、例えば315〜500μm、あるいは350〜500μm、あるいは400〜500μmであってもよい。さらに、より大きい顆粒のサイズ分布は、例えば500〜800μm、あるいは500〜700μm、あるいは550〜800μm、あるいは600〜800μm、あるいは650〜750のμmであってもよい。サイズ分布は、同じく、いくつかの実施形態では、例えば1000〜2000μm、あるいは1000〜1500μm、あるいは1300〜1800μm、あるいは1500〜2000μm、あるいは2000〜3150μmであってもよい。ガラスの顆粒のサイズ分布はふるいにかけることによって決定される。   The composition may thus comprise a bioactive glass in powder form, for example in granules having a size distribution of 1 to 44 μm. The size distribution can be, for example, from 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 or 40 μm to 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 or 45 μm. Further, the composition may have a size distribution of, for example, 100-350 μm, alternatively 100-200 μm, alternatively 150-250 μm, alternatively 200-300 μm, alternatively 250-350 μm. Larger granule size distributions may be, for example, 315-500 μm, alternatively 350-500 μm, alternatively 400-500 μm. Further, the size distribution of the larger granules may be, for example, 500-800 μm, alternatively 500-700 μm, alternatively 550-800 μm, alternatively 600-800 μm, alternatively 650-750 μm. The size distribution may also be in some embodiments, for example, 1000-2000 μm, alternatively 1000-1500 μm, alternatively 1300-1800 μm, alternatively 1500-2000 μm, alternatively 2000-3150 μm. The size distribution of the glass granules is determined by sieving.

ガラスの顆粒のサイズ分布は、また、例えば、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2900、3000あるいは3150μmから、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2900、3000、3100、3150、3200、3300、3400、3450、3550、3600、3700、3800、3900あるいは4000μmまでであってもよい。   The size distribution of the glass granules can also be, for example, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, From 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2900, 3000 or 3150 μm, 150 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2900, 3000, 3100, 3150, 3200, 3300, 3400, 3450, 3550, 3600, 3700, It may be up to 3800, 3900 or 4000 μm.

ポリエチレングリコール(PEG)は、繰り返し単位(-CH2CH2O-)を含むポリエチレン酸化物として公知であり、反応性水素原子を含んでいる組成物にエチレン酸化物を順次附加することで得られる。ポリエチレングリコールは二官能基ポリエチレン構造HO(CH2CH2O)nHを構成するようにエチレングリコールにエチレン酸化物を附加することで得られ、ここで、nはポリエチレングリコールの分子量に合わせた整数である Polyethylene glycol (PEG) is known as a polyethylene oxide containing a repeating unit (—CH 2 CH 2 O—), and is obtained by sequentially adding ethylene oxide to a composition containing a reactive hydrogen atom. . Polyethylene glycol is obtained by adding ethylene oxide to ethylene glycol so as to constitute a bifunctional polyethylene structure HO (CH 2 CH 2 O) n H, where n is an integer matched to the molecular weight of polyethylene glycol Is

本発明で使用されるポリエチレングリコールは100から8000g/molの分子量を持つ一般的な直鎖状ポリエチレングリコールである。ペーストの粘性を低減するため、あるいは、調整するために、分岐ポリエチレングリコールも使用されうる。ポリエチレングリコールは典型的には数字と共にPEGと示され、数字は平均分子量をg/molで意味している。従って、PEG400は、分子量400g/molのポリエチレングリコールを意味し、PEG2000は、分子量2000g/molのポリエチレングリコールを意味する。     The polyethylene glycol used in the present invention is a general linear polyethylene glycol having a molecular weight of 100 to 8000 g / mol. Branched polyethylene glycol can also be used to reduce or adjust the viscosity of the paste. Polyethylene glycol is typically indicated with a number as PEG, the number meaning the average molecular weight in g / mol. Accordingly, PEG400 means polyethylene glycol having a molecular weight of 400 g / mol, and PEG2000 means polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 g / mol.

ポリエチレングリコール(PEGs)は、生物活性ガラス粒子を結合し、そして濡らすことによってペースト状の材料を形成するために使用される。ペーストの適当な粘性を達成するために、少なくとも2つのPEGsが混合される。PEGsの適切な分子量を選択する際には、低分子量PEG(<600g/mol)は室温で液体であるが、より高分子量のPEGsは蝋状あるいは固体であることに留意すべきである。   Polyethylene glycol (PEGs) is used to form pasty materials by binding and wetting bioactive glass particles. In order to achieve the proper viscosity of the paste, at least two PEGs are mixed. In selecting an appropriate molecular weight for PEGs, it should be noted that low molecular weight PEG (<600 g / mol) is liquid at room temperature, while higher molecular weight PEGs are waxy or solid.

ペーストをその使用温度(部屋と体温)でペースト状に維持させるためには、少なくとも3つのPEGsを混合し、典型的には高温にしておく。より高い分子量PEGsが結晶材料である場合、それらは、ペーストの粘性を上げ、そして室温の保管庫中での生物活性ガラス粒子の沈澱を防ぐことと同様に、ペーストの使用温度の上限を上げることができる。使用温度の下限レベルを下げるためには、すなわち、使用温度領域を広げるためには、高分子量PEGsは低温で結晶化しやすいため、低分子量PEGsがペーストの固化、すなわちペーストの低温での硬化を避けるために有益である。     In order to maintain the paste in a paste at its operating temperature (room and body temperature), at least three PEGs are mixed and typically kept at a high temperature. When higher molecular weight PEGs are crystalline materials, they increase the paste's use temperature, as well as increase the viscosity of the paste and prevent the precipitation of bioactive glass particles in a room temperature storage. Can do. In order to lower the lower limit level of use temperature, that is, in order to widen the use temperature range, high molecular weight PEGs tend to crystallize at low temperature, so low molecular weight PEGs avoid solidification of paste, that is, paste cure at low temperature. Is beneficial for.

一種類の分子量のワックス状若しくは固体状のPEGが使用される場合には、使用温度の範囲は実際的な使用のためには狭くなりすぎるかもしれない。PEG600(すなわち、分子量600g/molのポリエチレングリコール)は、約17から22℃の溶融範囲を示すので、室温では液状になり、より低温の環境温度ではペースト状になるであろう。一方、平均分子量800から2000のPEGsは低溶融範囲を有するペースト状の材料である。平均分子量3000より上の場合、ポリエチレングリコールは典型的には固体である。   If a single molecular weight waxy or solid PEG is used, the operating temperature range may be too narrow for practical use. PEG 600 (ie, polyethylene glycol with a molecular weight of 600 g / mol) exhibits a melting range of about 17-22 ° C., so it will be liquid at room temperature and pasty at lower ambient temperatures. On the other hand, PEGs having an average molecular weight of 800 to 2000 are pasty materials having a low melting range. When the average molecular weight is above 3000, the polyethylene glycol is typically a solid.

グリセロール、すなわち、プロパン‐1,2,3‐トリオール、は、通常、グリセリン(glycerin又はglycerine)と呼ばれる。製剤で広く使用されるものは、無色、無臭、粘着性の液体である。グリセロールは平滑性を改善するため、及び、温度上昇によるさらなる潤滑性とPEGs及びグリセロールの間の物理的な相互作用に起因する粘性とを与えるために添加されてもよい。PEGsとグリセロールは互いに併用されうる。   Glycerol, ie propane-1,2,3-triol, is usually called glycerin or glycerine. Widely used in formulations are colorless, odorless and sticky liquids. Glycerol may be added to improve smoothness and to provide additional lubricity with increasing temperature and viscosity due to physical interaction between PEGs and glycerol. PEGs and glycerol can be used together.

PEG400はグリセロールに対してすべての性質において混和性を有するが、モル濃度の増加に従ってグリセロール中でのPEGの分解力と溶解性は低下する。しかしながら、これらの特性の両方ともが穏やかな加熱によって改善でき、そして室温でPEG400に溶解する物質は、溶解したPEG4000(すなわち、60〜70℃において)にもおよそ同程度溶解する。   PEG 400 is miscible in all properties with glycerol, but the degradation power and solubility of PEG in glycerol decreases with increasing molar concentration. However, both of these properties can be improved by gentle heating, and a material that dissolves in PEG 400 at room temperature is approximately as soluble in dissolved PEG 4000 (ie, at 60-70 ° C.).

本発明の一の実施形態によれば、生物活性ガラスの総量はペーストの総重量の50〜80wt%である。0.5〜45のμmのサイズ分布を持っている生物活性ガラスの総量(a)は、生物活性ガラスの10〜30wt%であり、100〜4000μmのサイズ分布を持っている生物活性ガラス顆粒の総量(b)は、ペースト中の生物活性ガラスの総重量の90〜70wt%である。   According to one embodiment of the present invention, the total amount of bioactive glass is 50-80 wt% of the total weight of the paste. The total amount (a) of the bioactive glass having a size distribution of 0.5 to 45 μm is 10 to 30 wt% of the bioactive glass, and the bioactive glass granules having a size distribution of 100 to 4000 μm. The total amount (b) is 90 to 70 wt% of the total weight of the bioactive glass in the paste.

好ましくは、ポリエチレングリコールの総量はペーストの総重量の20〜50wt%である。例えば、低分子量PEGの総量(c)は2〜15wt%であり、そして中分子量PEGの総量(d)は、ペーストの総重量の8〜48wt%である。高分子量PEGの総量(e)はペーストの総重量の1〜10wt%である。   Preferably, the total amount of polyethylene glycol is 20-50 wt% of the total weight of the paste. For example, the total amount (c) of low molecular weight PEG is 2 to 15 wt%, and the total amount (d) of medium molecular weight PEG is 8 to 48 wt% of the total weight of the paste. The total amount (e) of the high molecular weight PEG is 1 to 10 wt% of the total weight of the paste.

グリセロールが使用される実施形態では、その総量はペーストの総重量の最高10wt%である。いくつかの適切なペーストは以下のような配合である。
PEGs(c+d+e)23〜45wt
グリセロール(f)0〜10wt%
生物活性ガラス(a+b)55〜67wt%
In embodiments where glycerol is used, the total amount is up to 10 wt% of the total weight of the paste. Some suitable pastes are formulated as follows.
PEGs (c + d + e) 23-45 wt
Glycerol (f) 0-10 wt%
Bioactive glass (a + b) 55-67 wt%

いくつかの好ましいペーストは以下のような配合の範囲である。
低分子量PEG(c)4〜10wt%
中分子量PEG(d)13〜18wt%
高分子量PEG(e)1〜8wt%
グリセロール(f)8〜10wt%
小さい生物活性ガラスの顆粒(a)8〜12wt%
より大きい生物活性ガラス顆粒(b)48〜52wt%
Some preferred pastes have the following formulation ranges.
Low molecular weight PEG (c) 4-10 wt%
Medium molecular weight PEG (d) 13-18 wt%
High molecular weight PEG (e) 1-8wt%
Glycerol (f) 8-10 wt%
Small bioactive glass granules (a) 8-12 wt%
Larger bioactive glass granules (b) 48-52 wt%

発明の実施形態によれば、治療的に活性のある剤(治療的な活性剤)の総量(g)は、ペーストの総重量の最高30wt%である。治療的な活性剤は、成長要因、タンパク質、ペプチド、抗生物質、ヒアルロン酸等のムコ多糖類、非人間由来の幹細胞(すなわち、人幹細胞以外のもの)、過酸化物及びそれらの混合物から構成される群から選択されうる。そして、活性剤は、骨の成長を促進させ、抗菌効果のようなさらなる反菌性を獲得させるために使用されうる。本材料は、しかしながら、抗生物質がない状態でも有効であることが見いだされた。   According to an embodiment of the invention, the total amount (g) of therapeutically active agent (therapeutically active agent) is at most 30 wt% of the total weight of the paste. The therapeutic active agents are composed of growth factors, proteins, peptides, antibiotics, mucopolysaccharides such as hyaluronic acid, non-human stem cells (ie, other than human stem cells), peroxides and mixtures thereof. Can be selected from these groups. The active agent can then be used to promote bone growth and acquire additional antibacterial properties such as antibacterial effects. This material, however, has been found to be effective in the absence of antibiotics.

本発明の実施形態によれば、生物活性ガラスの組成物はSiO 45〜54重量%、NaO 22〜25重量%、CaO 19〜25重量%及びP 3.5〜6重量%である。別の本発明の実施形態によれば、生物活性ガラス製品の組成物はSiO 53重量%、NaO 23重量%、CaO 20重量%及びP 4重量%である。このような生物活性ガラスは、S53P4としても公知であり、そして商品名BonAlive(登録商標)としても市販されている。本実施形態は、S53P4顆粒及び粉末(生物活性ガラスと骨再生の再吸収)と結合する通常の骨の治療プロセスを許容する生体内に速やかに溶解するバインダー組成物を提供する。S53P4生物活性ガラス組成物の分解速度の遅さと粒子のサイズによって、長期の骨の成長効果が自然に達成されうる。さらに別の実施形態によれば、生物活性ガラス組成物はSiO 45重量%、NaO 24.5重量%、CaO 24.5重量%及びP 6重量%である。この生物活性ガラスは45S5としても公知であり、NovaBone(登録商標)として市販されている。 According to an embodiment of the present invention, the composition of the bioactive glass SiO 2 45-54 wt%, Na 2 O 22-25 wt%, CaO 19 to 25 wt% and P 2 O 5 3.5 to 6 wt %. According to another embodiment of the present invention, the composition of the bioactive glass product is 53 wt% SiO 2 , 23 wt% Na 2 O, 20 wt% CaO and 4 wt% P 2 O 5 . Such a bioactive glass is also known as S53P4 and is also commercially available under the trade name BonAlive®. This embodiment provides a binder composition that dissolves rapidly in vivo to allow the normal bone treatment process to combine with S53P4 granules and powder (bioactive glass and bone resorption resorption). Due to the slow degradation rate and particle size of the S53P4 bioactive glass composition, a long-term bone growth effect can be naturally achieved. According to yet another embodiment, the bioactive glass composition SiO 2 45% by weight, Na 2 O 24.5% by weight, CaO 24.5 wt% and P 2 O 5 6 wt%. This bioactive glass is also known as 45S5 and is commercially available as NovaBone®.

範囲の両端の部分における成分から構成されるペーストは、必ずしも最適な流動性と製品の特性を与えるものではない。例えば、十分な低分子PEG及び/又はグリセロールが存在しない状態での高濃度の高分子量PEGの組み合わせは、高い粘性を製品に与えるが、室温又は体温における移植には適していない。しかしながら、当業者であれば、望ましい特性のそれぞれの組み合わせのために、若干の容易な実験を通して成分の理想的な割合を見出し得る。適当な組み合わせのいくつかの例は以下に述べる実施例のパートでも提供される。   Pastes composed of components at the ends of the range do not necessarily give optimum flowability and product characteristics. For example, a combination of a high concentration of high molecular weight PEG in the absence of sufficient low molecular weight PEG and / or glycerol gives the product a high viscosity but is not suitable for implantation at room or body temperature. However, one of ordinary skill in the art can find the ideal proportion of ingredients through some simple experimentation for each desired combination of properties. Some examples of suitable combinations are also provided in the example part described below.

本発明は、抗菌特性を有する変形可能な骨の空隙の充填ペーストの製造方法も提供し、それは、冷却、包装及び最終製品の調整と同様に、調整を制御された原材料を溶融及び混合することも含む。   The present invention also provides a method for producing a deformable bone void filling paste having antibacterial properties, which melts and mixes controlled controlled raw materials as well as cooling, packaging and final product preparation. Including.

ペーストは、典型的には、25から90℃、保護ガス又は真空状態又は大気圧雰囲気のバッチミキサー中で5から60分間、材料を混合及び/又は溶融することで製造される。混合物は、それから、25〜45の℃まで冷却され、そしてアプリケーターへ移され、及び/又はさらなる使用のために貯蔵される。代わりに、混合、溶融、及び/又は移送は、例えば、開放又は閉鎖バッチミキサー(an open or closed batch mixer)、連続攪拌槽反応槽又はミキサー(continuous stirring tank reactor or mixer)、押出機(extruder)、射出成型機(injection moulding machine)、チューブ反応槽(tube reactor)、または他の標準的なメルトプロセッサー又はメルトミキサー(melt processing or melt mixing equipment)等、本技術分野で公知のいかなるタイプの混合装置をも使用することで実施しうる。   Pastes are typically made by mixing and / or melting the materials in a batch mixer in a protective mixer or vacuum or atmospheric atmosphere at 25 to 90 ° C. for 5 to 60 minutes. The mixture is then cooled to 25-45 ° C. and transferred to an applicator and / or stored for further use. Alternatively, mixing, melting, and / or transfer may be performed by, for example, an open or closed batch mixer, a continuous stirring tank reactor or mixer, an extruder. Any type of mixing device known in the art, such as an injection molding machine, a tube reactor, or other standard melt processor or melt mixing equipment Can also be implemented.

本発明は、骨腔フィラーペースト等の骨の欠陥部における骨の形成に使用するためのインプラント製造における本ペーストの使用も提供する。実際、本ペーストは、インプラントの表面にバイオフィルムを形成することを予防し、処理する能力を有するように決定されてきた。それは、人工器具の感染の最も問題となるバクテリアに対する抗菌性効果を有するため、バイオフィルムに関連した人工器具の感染の処理に使用されうる。さらに、本明細書のペーストは、開口している傷の上につけられて、そして覆うことで、傷の治療に使用されうる。   The present invention also provides the use of this paste in the manufacture of implants for use in the formation of bone in bone defects such as bone cavity filler paste. In fact, the paste has been determined to have the ability to prevent and treat biofilm formation on the surface of the implant. It has an antibacterial effect against the bacteria that are the most problematic of prosthetic device infections and can therefore be used to treat biofilm-related prosthetic device infections. Furthermore, the pastes herein can be used to treat wounds by being applied over and covering the open wound.

本発明は本ペーストでコーティングされたインプラントをも提供する。インプラントは、例えば腰のインプラント、ひざのインプラントあるいは他のいかなる人工ジョイント、あるいは哺乳類に採用されるいかなる他のインプラントとしても採用されうる。インプラントは、人あるいは動物の体中に移植される前に本ペーストでコーティングされる。   The present invention also provides an implant coated with the paste. The implant can be employed, for example, as a hip implant, knee implant or any other artificial joint, or any other implant employed in mammals. The implant is coated with this paste before being implanted into the human or animal body.

加えて、本発明は、上述したような治療的な活性を有する剤(活性剤)を含む抗菌性の骨成長促進組成物を提供する。活性剤は、人間あるいは動物に使用するいかなる製薬的な活性剤であってもよい。   In addition, the present invention provides an antibacterial bone growth promoting composition comprising an agent having a therapeutic activity as described above (active agent). The active agent may be any pharmaceutically active agent used for humans or animals.

本発明の異なる実施形態は以下の実施例のパートでより多く説明される。   Different embodiments of the invention are more fully described in the following example part.

(パテのための一般的な製造方法)
グリセロールとPEG400とを混合速度100prm(反応/分)の反応槽(60℃)に加え、続いてPEG1500及びPEG3000を添加した。PEGsはClariantによって提供されるもので、グリセロールはUniqemaあるいはSigma-Aldrichによって提供されるものであった。生物活性ガラスの顆粒が溶けた混合物に添加され、そして、混合物が均一になるまで混合された。得られたパテは混合しながら室温(RT)まで冷却された。そして容器は外され、さらなる使用と試験のために乾燥機に入れられて貯蔵された。
(General manufacturing method for putty)
Glycerol and PEG400 were added to a reaction vessel (60 ° C.) with a mixing speed of 100 prm (reaction / min), followed by PEG1500 and PEG3000. PEGs were provided by Clariant and glycerol was provided by Uniqema or Sigma-Aldrich. Bioactive glass granules were added to the melted mixture and mixed until the mixture was uniform. The resulting putty was cooled to room temperature (RT) with mixing. The container was then removed and stored in a dryer for further use and testing.

(生物活性ガラスの抗菌活性)
生物活性ガラス単独と、参照例として本明細書に記載のマトリックス中に存在する場合との殺菌性能を試験した。試験で使われた細菌を表1に示す。MetRはメチシリン耐性を意味する。試験された種々のガラスを表2に示す。ガラスS53P4とBonAlive(登録商標)ガラスは、上述したように、同じ組成である。
(Antimicrobial activity of bioactive glass)
The bactericidal performance of the bioactive glass alone and when present in the matrix described herein as a reference example was tested. The bacteria used in the test are shown in Table 1. MetR means methicillin resistance. The various glasses tested are shown in Table 2. Glass S53P4 and BonAlive (registered trademark) glass have the same composition as described above.

BonAlive(登録商標)パテ組成物

グリセロール 16g
PEG400 12.8g
PEG1500 25.6g
PEG3000 9.6g
500〜800μm S53P4顆粒状 76.8g
90〜425μm S53P4球状 9.2g
BonAlive® Putty Composition

Glycerol 16g
PEG400 12.8g
PEG 1500 25.6g
PEG 3000 9.6 g
500-800 μm S53P4 granular 76.8 g
90-425 μm S53P4 spherical 9.2 g

PEGはポリエチレングリコールを意味し、末尾の数字は平均分子量g/molを示す。グリセリン、PEG400、PEG1500及びPEG3000の同様の混合物(すなわちペースト状のバインダー)は、そしてBonAlive(登録商標)パテに対する参照サンプルであるパテ1〜パテ6に使用された。   PEG means polyethylene glycol, and the number at the end indicates the average molecular weight g / mol. A similar mixture of glycerin, PEG400, PEG1500 and PEG3000 (ie a pasty binder) was used for putty 1 to putty 6, which is a reference sample for the BonAlive® putty.

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パテ1からパテ6のパテ組成物は表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)及び緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)で試験され、他のすべての組成物は、表1に記載のすべての株で試験された。   Putty compositions from putty 1 to putty 6 were tested with Staphylococcus epidermidis and Pseudomonas aeruginosa, and all other compositions were tested with all strains listed in Table 1.

インビトロの試験(比較例1〜4、11〜14)
バクテリアは、滅菌されたトリプトン大豆培地(カゼイン酵素分解物、大豆ミール酵素分解物、塩化ナトリウム、リン酸二カリウム、及び、ブドウ糖からなるTSB)中で、異なる製品とともに培養された(5mlの滅菌された試験管、Becton Dickinson)。試験で使用される製品の濃度を表3に示す。
顆粒、比較例の材料及びコントロールは計量され(Mettler AE 50)、そして適切に2mlのTSBと混合された。各パテ製品の6つの複製を除いた3つの複製は計量された。パテ製品の3つの複製は、室温で2時間培養され、その後、溶解されたポリマーと共に、TSBは新たな2mlのTSBのバッチに置き換えられた。最終的にはバクテリアの接種材料(吸光度計、hermo GeneSys 20によって測定された公知の量)が混合物に加えられた。製品と純TSBが添加されていないバクテリア培養液は、コントロールとされた。S53P4の粉末はポジティブなコントロールとしての役割を果たすが、それは近年の研究から100mg/mlの濃度の粉末はバクテリア阻害効果には効果的であることが知られている。Iittalaガラスとリン酸三カルシウム(TCP)は比較の材料に添加された。不活性なIittalaの非生物活性ガラスは、試験に先立ち細かい顆粒(正確な粒子サイズは不明)に粉砕された。
In vitro test (Comparative Examples 1-4, 11-14)
Bacteria were cultured with different products (5 ml sterile) in sterilized tryptone soy medium (TSB consisting of casein enzyme digest, soybean meal enzyme digest, sodium chloride, dipotassium phosphate and glucose). Test tube, Becton Dickinson). The concentration of the product used in the test is shown in Table 3.
Granules, comparative materials and controls were weighed (Mettler AE 50) and mixed appropriately with 2 ml TSB. Three replicates were weighed except for 6 replicates of each putty product. Three replicates of the putty product were incubated at room temperature for 2 hours, after which the TSB was replaced with a new 2 ml batch of TSB along with the dissolved polymer. Finally, bacterial inoculum (absorbance meter, known amount measured by hermo GeneSys 20) was added to the mixture. Bacterial cultures without added product and pure TSB were used as controls. Although S53P4 powder serves as a positive control, it is known from recent studies that powder at a concentration of 100 mg / ml is effective for the bacterial inhibitory effect. Iittala glass and tricalcium phosphate (TCP) were added to the comparative materials. The inert Iittala non-bioactive glass was ground into fine granules (exact particle size unknown) prior to testing.

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異なった製品と共に培養されたバクテリア懸濁液の生存能力は、市販の固体の血漿寒天プレート(Trypticase Soy Agar II with 5 % Sheep Blood, Becton Dickinson)を使用して評価された。連続する24時間培養の時点で懸濁液から直接採取された10μlのサンプルは培養(plate)された(Vuorenoja K, Jalava J, Lindholm L. et al. (2011) Detection of Streptococcus pneumoniae carriage by the Binax NOW test with nasal and nasopharyngeal swabs in young children. Eur J Clin Microbial Infect. EPub PMID: 21800217に記載のように)。加えて、1:1000のサンプルの希釈液及びバクテリアのコントロールは定量性、単一コロニーを確認するべく培養(plate)された。   Viability of bacterial suspensions cultured with different products was evaluated using a commercially available solid plasma agar plate (Trypticase Soy Agar II with 5% Sheep Blood, Becton Dickinson). A 10 μl sample taken directly from the suspension at 24 hours of continuous culture was plated (Vuorenoja K, Jalava J, Lindholm L. et al. (2011) Detection of Streptococcus pneumoniae carriage by the Binax Eur J Clin Microbial Infect. EPub PMID: 21800217)) NOW test with nasal and nasopharyngeal swabs in young children. In addition, 1: 1000 sample dilutions and bacterial controls were plated to confirm quantitative, single colonies.

バクテリアの成長は、寒天プレートの上での培養(37℃で16時間)の後に、コントロールサンプルとの比較によって評価された。プレート上での成長の不存在はバクテリアのコロニー発生を防止するという製品に与えられた性能の指標であった。粘性物質の形成によって10μlサンプルの正確な収集が阻害されるため5日間を超えることができないと考えられるP.aeruginosa以外については、インビトロ(In vitro)での培養は7日間実施された。   Bacterial growth was assessed by comparison with control samples after incubation on agar plates (16 hours at 37 ° C.). The absence of growth on the plate was a performance indicator given to the product to prevent bacterial colonization. In vitro culturing was carried out for 7 days, except for P. aeruginosa, where the formation of viscous material hinders accurate collection of 10 μl samples, which may not exceed 5 days.

サンプルのpHは、pHペーパーを使用することで試験管から測定された(pH7.5〜14の範囲、Merck Alkalit 81.09532及びpH6.4〜8.0の範囲Nacherey-Nagel, REF 90210)。ペーパーは、培養液に浸されて、製造者によって提供されているスケール用の色紙と比較することでpH値は測定された。pH測定は、S.aureusとS.epidermidisでは8日、MRSAでは7日、P.aeruginosaでは5日の培養の後に実施された。   The pH of the sample was measured from the test tube using pH paper (pH 7.5-14 range, Merck Alkalit 81.09532 and pH 6.4-8.0 range Nacherey-Nagel, REF 90210). The pH value was measured by immersing the paper in the culture medium and comparing it with the scale colored paper provided by the manufacturer. The pH measurement was performed after 8 days of culture in S. aureus and S. epidermidis, 7 days in MRSA, and 5 days in P. aeruginosa.

インビトロ試験(参照例5〜10)

Staphylococcus epidermidisの1つの株とPseudomonasの1つの株が使われた。各製品(最終濃度400mg/ml)の37℃48時間の成長媒体中での培養を通じて調整された。pH値は一定間隔で測定された。10より等しいか、あるいはより高いpH値が最適な調整条件であると想定された。
In vitro test (Reference Examples 5 to 10)

One strain of Staphylococcus epidermidis and one strain of Pseudomonas were used. Each product (final concentration 400 mg / ml) was conditioned through incubation in growth medium at 37 ° C. for 48 hours. The pH value was measured at regular intervals. A pH value equal to or higher than 10 was assumed to be the optimal adjustment condition.

抗菌活性は死滅曲線(killing curves)を用いて評価された。バクテリア懸濁液の一部は調整された製品が入っている試験管に接種された。増殖調整は成長媒体のみへのバクテリア接種で実施された。管は好気雰囲気の37℃で培養された。微生物のカウントは、37℃で24時間培養されたバクテリア懸濁液の適切な希釈液を0、24、48及び72時間培養することで実施された。   Antibacterial activity was assessed using killing curves. A portion of the bacterial suspension was inoculated into a test tube containing the conditioned product. Growth adjustment was carried out by bacterial inoculation of the growth medium only. Tubes were incubated at 37 ° C. in an aerobic atmosphere. Microbial counts were performed by culturing appropriate dilutions of bacterial suspensions cultured at 37 ° C. for 24 hours for 0, 24, 48 and 72 hours.

比較材料(比較例)の結果(参照例1〜4、11〜14)

ネガティブコントロールは、培養後にカウントするには多すぎる結果を一貫して示した。これは全ての系及びすべての時点で見られ、バクテリアが試験期間を通じて生存可能であったことを示した。接種材料のない純TSBが、全ての作業が無菌状態で行われたことを示すコントロールとして使用された。いかなる時点でも純TSBにおいてバクテリア増殖はなかった。
Results of Comparative Materials (Comparative Examples) (Reference Examples 1-4, 11-14)

The negative control consistently showed too many results to count after culture. This was seen in all lines and at all time points, indicating that the bacteria were viable throughout the test period. Pure TSB without inoculum was used as a control to indicate that all work was performed under aseptic conditions. There was no bacterial growth in pure TSB at any time.

試験したすべてのBonAlive(登録商標)顆粒は単独でバクテリアの増殖に影響を与えた。効果を得るために必要な時間とレベルはグラニュール大きさによってばらつきがあった。効果もバクテリアの種によって異なっていた。<45μmの粒子サイズにされた粉末は、すべての試験されたバクテリアの増殖に対して対抗性があった。BonAlive(登録商標)のパテ製品は試験された病原体のいずれの増殖にも影響を与えなかった。S.epidermidis、S.aureus MetRとP.aeruginosaの結果は、試験期間の途中で、わずかな効果を示したが、BonAlive(登録商標)のパテはS.aureus ATCC 29213には影響を与えなかった。試験期間中日ごとのばらつきが存在した。純粋な重合体(パテバインダー)は、試験期間の終わりには、S.aureus MetRとP.aeruginosaに対していくらかの効果を持っていたが、増殖には日ごとのばらつきがあった。TCPはいかなる日においてもgram negative P.aeruginosaに対して影響はなく、試験期間の終わりにも、S.aureus ATCC 29213に対しても影響はなかった。2つの他のグラム陰性菌にはわずかな影響が観察された。   All BonAlive® granules tested alone affected bacterial growth. The time and level required to obtain the effect varied depending on the granule size. The effect was also different depending on the bacterial species. Powders sized <45 μm were resistant to the growth of all tested bacteria. The BonAlive® putty product did not affect the growth of any of the pathogens tested. S.epidermidis, S.aureus MetR and P.aeruginosa results showed a slight effect during the study period, but BonAlive® putty did not affect S.aureus ATCC 29213 . There was day-to-day variation during the test period. The pure polymer (putty binder) had some effect on S. aureus MetR and P. aeruginosa at the end of the test period, but growth varied from day to day. TCP had no effect on gram negative P. aeruginosa on any day, nor did it affect S. aureus ATCC 29213 at the end of the study period. A slight effect was observed on two other Gram-negative bacteria.

BonAlive(登録商標)のパテ製品は試験期間中4つの臨床的に重要な病原体のコロニー形成を阻止することができなかったと言える。パテと重合体の日ごとのばらつきと不確定な結果は少なくとも部分的にはインビトロの試験によって説明されうる。加えて、重合体及び重合体の化学的特徴は、ピペッティングの質にいずれかの影響を与えるかもしれない。   It can be said that the BonAlive® putty product failed to block the colonization of four clinically important pathogens during the study period. The daily variability and indeterminate results of putty and polymer can be explained at least in part by in vitro testing. In addition, the polymer and the chemical characteristics of the polymer may have any impact on pipetting quality.

バクテリア増殖の結果は表4〜7に示した。示されている数値は、バクテリアのコントロールと、培養されたバクテリアとの差(log10)をサンプル(0=バクテリアコントロールに対する差はなし、1=バクテリアコントロールに対するlog10の差、5=4log以上の差)で示している。0は、バクテリア成長への阻害性はないことを意味する。 The results of bacterial growth are shown in Tables 4-7. The numbers shown are the difference between the bacterial control and the cultured bacteria (log 10 ) in the sample (0 = no difference to the bacterial control, 1 = log 10 difference to the bacterial control, 5 = 4 log difference or more ). 0 means no inhibition on bacterial growth.

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表8は、培養期間の終わり(S.epidermidisとS.aureusは8日、S.aureus MetRは7日、P.aeruginosaは5日)のpH値を示す。   Table 8 shows the pH values at the end of the culture period (8 days for S. epidermidis and S. aureus, 7 days for S. aureus MetR, 5 days for P. aeruginosa).

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参照例 5〜10
比較例5〜10の結果を表9に示した。パテ組成物はわずかなpHの変化(pH8)を示したが、S.aureusそしてP.aeruginosaに対する抗菌性効果は共に有していなかった。
Reference examples 5-10
The results of Comparative Examples 5 to 10 are shown in Table 9. The putty composition showed a slight pH change (pH 8) but had no antibacterial effect on S. aureus and P. aeruginosa.

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本発明のペーストの抗菌活性

表10に示す配合のペースト(組成物1)は抗菌活性について試験された。比較のサンプルは、上述のガンマ殺菌を施した45μmのサイズ分画の生物活性ガラス粉末(組成物2)及び500〜800μmのサイズ分画の生物活性ガラス顆粒(組成物3)を含むものであった。
Antibacterial activity of the paste of the present invention

The paste with the formulation shown in Table 10 (Composition 1) was tested for antimicrobial activity. The comparative sample contained 45 μm size fraction bioactive glass powder (Composition 2) and 500-800 μm size fraction bioactive glass granules (Composition 3) that were gamma sterilized as described above. It was.

類似のサイズの不活性ガラス(透明、R1350、Iittala、フィンランド)の3サンプルは、ネガティブなコントロールとして使用された。PEG及びグリセロールと<45μmの顆粒(比較例1)、45μmの顆粒(比較例2)、及び500〜800μmの顆粒(比較例3)を表9に示した。すべてのサンプルはトリプトン大豆培地(TSB;Biomerieux、Marcyl’ Etoile、フランス)中に最終的に400mg/mlの濃度(臨床用希釈標準溶液の5%に対応)になるように準備されれ、各溶液4.8mlが滅菌済みの6ウェルのポリスチレン製のマイクロプレート(Jet Biofil; 広州、中国)に入れられた。生物活性ガラスのサンプルは、組成物1は37℃で4時間、組成物2は7時間、組成物3は24時間培養された。pH値は一定間隔でイオン放出とpH変化を提示された条件下pHメーターで測定された。pH値は11以上が適切な提示された条件であると考えられる。最適な条件に到達されると、それぞれのウェルの内容物は使用される準備ができた。   Three samples of similarly sized inert glass (clear, R1350, Iittala, Finland) were used as negative controls. Table 9 shows PEG and glycerol, <45 μm granules (Comparative Example 1), 45 μm granules (Comparative Example 2), and 500-800 μm granules (Comparative Example 3). All samples were prepared in tryptone soy medium (TSB; Biomerieux, Marcyl 'Etoile, France) to a final concentration of 400 mg / ml (corresponding to 5% of the clinical dilution standard solution). 4.8 ml was placed in a sterile 6-well polystyrene microplate (Jet Biofil; Guangzhou, China). Bioactive glass samples were incubated at 37 ° C. for composition 4 hours, composition 2 for 7 hours, and composition 3 for 24 hours. The pH value was measured with a pH meter under conditions where ion release and pH change were presented at regular intervals. A pH value of 11 or higher is considered to be an appropriate presented condition. Once the optimal conditions were reached, the contents of each well were ready for use.

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メチシリン耐性のS.aureusの一つの株と、P.aeruginosaの1つの株が使用された。それは、Microbiology Laboratory of IRCCS Galeazzi Orthopaedic Instituteにおいて分離されたものであり、インプラント修正のための研究所であるthe Center for Reconstructive Surgery of Osteoarticular Infections (C.R.I.O.)に関連する患者の膝の人工骨からものである。これらの株は、インビトロで、人工骨材料の上にバイオフィルムを形成する強い能力の機能において選択された。   One strain of S. aureus resistant to methicillin and one strain of P. aeruginosa were used. It was isolated at the Microbiology Laboratory of IRCCS Galeazzi Orthopaedic Institute and from the patient's knee artificial bone associated with the Center for Reconstructive Surgery of Osteoarticular Infections (CRIO) . These strains were selected in vitro for their ability to form a biofilm on artificial bone material.

直径25mm、厚さ5mmの殺菌処理及びサンドブラスト処理されたチタンディスク(Adler Ortho, Cormano (Milan), Italy; BATCH J04051)がバイオフィルムの形成及び成長のための被着体として使用された。一晩培養されたS.aureusとP.aeruginosaはTSB及び各希釈標準溶液の一部(200μl)中に最終密度1.0×10CFU/mlで再懸濁され、チタンディスクと4.8mlの新しいTSBが入れられた滅菌済みの6ウェルのポリスチレン製のマイクロプレートに接種された。24時間、37℃で好気的な培養の後、消耗した非粘性バクテリアを含む増殖媒体は取り除かれ、新鮮な5mlの媒体と置き換えられた。プレートは、成熟したバイオフィルムを得るためにさらに48時間培養され、残存している非粘着性バクテリアが存在している場合にはそれを、殺菌された生理的食塩水で3回の洗浄で除去した。 Titanium discs (Adler Ortho, Cormano (Milan), Italy; BATCH J04051) having a diameter of 25 mm and a thickness of 5 mm were used as adherends for biofilm formation and growth. Overnight cultured S. aureus and P. aeruginosa were resuspended in TSB and a portion of each diluted standard solution (200 μl) at a final density of 1.0 × 10 8 CFU / ml, and 4.8 ml of titanium disk. Were inoculated into a sterile 6-well polystyrene microplate containing new TSB. After aerobic culture at 37 ° C. for 24 hours, the growth medium containing exhausted non-viscous bacteria was removed and replaced with fresh 5 ml medium. Plates are incubated for an additional 48 hours to obtain mature biofilm, and any remaining non-adherent bacteria are removed by three washes with sterile saline. did.

調整時間後に、バクテリアのバイオフィルムで覆われたチタンディスクは、調整済みの生物ガラス又はネガティブコントロール(不活性ガラス)が入れられた、新しい滅菌済みの6ウェルのポリスチレン製のマイクロプレートに入れられた。各チタンディスク上のバイオフィルムの量は24,48及び72時間の培養後に計測された。   After conditioning time, the titanium discs covered with bacterial biofilms were placed in a new sterilized 6-well polystyrene microplate with conditioned biological glass or negative control (inert glass). . The amount of biofilm on each titanium disc was measured after 24, 48 and 72 hours of incubation.

クリスタル・バイオレット・アッセイ

クリスタル・バイオレット・アッセイは最適配合及びS.aureus 及びP.aeruginosaに対するバイオフィルムの最適培養時間を評価するための一次試験として使用された。バイオフィルム組織上の試験されたガラスの効果を評価するために、Christensen et al.(Christensen GD, Simpson WA, Younger JJ, et al.Adherence of coagulase-negative staphylococci to plastic tissue culture plates: a quantitative model for the adherence of staphylococci to medical devices.J. Clin Microbiol 22(6)、996-1006(1985))に記載されているような処理後にそれぞれのディスク上に存在しているバイオマス量が測定された。培養時間の終わりに、チタンディスク上に成長したバイオフィルムはエアで乾燥され、15分間、5%のクリスタルバイオレット溶液にディスクを浸漬し、着色された。さらに、数度の洗浄後、ディスクは再びエアで乾かされ、そしてバイオフィルムに結合したクリスタルバイオレットを3mlの96%エタノールに入れて抽出した。各エタノール〜染料溶液の3つのアリコット(100μl)が96マルチウェルプレートに入れられ、958nmの吸光度がミクロプレートリーダ(Multiskan FC, Thermo Scientific; ミラノ イタリア)で読みとられた。
Crystal violet assay

The crystal violet assay was used as a primary test to evaluate the optimal formulation and the optimal incubation time for biofilms against S. aureus and P. aeruginosa. To evaluate the effect of tested glass on biofilm tissue, Christensen et al. (Christensen GD, Simpson WA, Younger JJ, et al. Adherence of coagulase-negative staphylococci to plastic tissue culture plates: a quantitative model for The amount of biomass present on each disc after treatment as described in the adherence of staphylococci to medical devices. J. Clin Microbiol 22 (6), 996-1006 (1985)) was measured. At the end of the incubation time, the biofilm grown on the titanium disc was dried with air and the disc was immersed in a 5% crystal violet solution for 15 minutes and colored. In addition, after several washes, the discs were again dried with air and the crystal violet bound to the biofilm was extracted into 3 ml of 96% ethanol. Three aliquots (100 μl) of each ethanol-dye solution were placed in a 96 multiwell plate and the absorbance at 958 nm was read with a microplate reader (Multiskan FC, Thermo Scientific; Milan Italy).

統計的分析

クリスタル・バイオレット・アッセイの測定によるバイオフィルムの量は平均標準偏差(mean±SD)で示された。統計的分析は適切に2要因ANOVA法、そしてその後Bonferroni法のt−検定及びStudent’sのt−検定を使って行なわれた。p値の重要な範囲は0.05以下に設定された。
Statistical analysis

The amount of biofilm as measured by the crystal violet assay was expressed as mean standard deviation (mean ± SD). Statistical analysis was performed appropriately using the two-factor ANOVA method followed by the Bonferroni t-test and Student's t-test. The important range of p-value was set to 0.05 or less.

結果

S53P4の耐バイオフィルム活性を、2つのバクテリアの595nmにおける吸光度として、表11及び12に示した。すべてのチタンディスク上に存在しているバイオフィルムの量は、S53P4処理済みディスク及び不活発ガラスの処理済みディスク(コントロール)とは際立って相違していた(P<0.05)。生物活性ガラスに対する露出時間はバイオフィルムの量への影響を与えないようであったが、24及び48時間後の観察に比べると、72時間の処理後にはバイオフィルムの減少が観察された。S53P4の耐バイオフィルム能力は試験された3つの配合の間で際立った差はみられなかった。
result

The biofilm resistance of S53P4 is shown in Tables 11 and 12 as absorbance at 595 nm of two bacteria. The amount of biofilm present on all titanium discs was significantly different (P <0.05) from the S53P4 treated disc and the inactive glass treated disc (control). Although the exposure time to the bioactive glass did not appear to affect the amount of biofilm, a decrease in biofilm was observed after 72 hours of treatment compared to observation after 24 and 48 hours. The biofilm resistance of S53P4 was not significantly different between the three formulations tested.

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結果は、グリコールとPEGsと混合された場合には、生物活性ガラス自身の抗微生物活性には関連性がなく、0.5〜45μmのサイズ分布を有する粉末状のものを使用しない限り抗生物効果は有していなかった。従って、この生物活性ガラス(例えば、粉末)のみが驚くべき効果を有するため、EP2322134が教示する組みわせ、及び、生物活性ガラスが抗微生物活性を有するという事実は当業者には自明ではない。

The results show that when mixed with glycols and PEGs, the antimicrobial activity of the bioactive glass itself is not relevant and the antibiotic effect unless a powder with a size distribution of 0.5-45 μm is used. Did not have. Therefore, since only this bioactive glass (eg powder) has a surprising effect, the combination taught by EP2322134 and the fact that the bioactive glass has antimicrobial activity is not obvious to those skilled in the art.

Claims (14)

(a) 0.5〜45μmのサイズ分布を持っており、生物活性ガラスの総重量の10〜30重量%含まれている生物活性ガラス粉末と、
(b) 100と4000μmとの間にサイズ分布を持っており、ペースト中の生物活性ガラスの総重量の90〜70重量%含まれている生物活性ガラス顆粒と、
(c) 200〜700g/molの分子量の範囲を有している低分子量ポリエチレングリコールと、
(d) 700〜2500g/molの分子量の範囲を有している中分子量ポリエチレングリコールと、
(e) 2500〜8000g/molの分子量の範囲を有している高分子量ポリエチレングリコールと
(f) グリセロールと、を含み、
前記生物活性ガラスの組成がSiO 45〜55重量%、NaO 20〜25重量%、CaO 18〜25重量%、及びP 3〜6重量%であって、
但し、低分子量ポリエチレングリコールの分子量と中分子量ポリエチレングリコールの分子量とは少なくとも80g/mol互いに相違し、そして中分子量ポリエチレングリコールと高分子量ポリエチレングリコールの分子量は少なくとも300g/mol互いに相違する移植可能なペースト。
(A) a bioactive glass powder having a size distribution of 0.5 to 45 μm and containing 10 to 30% by weight of the total weight of the bioactive glass;
(B) a bioactive glass granule having a size distribution between 100 and 4000 μm and comprising 90-70% by weight of the total weight of the bioactive glass in the paste ;
(C) a low molecular weight polyethylene glycol having a molecular weight range of 200 to 700 g / mol;
(D) a medium molecular weight polyethylene glycol having a molecular weight range of 700-2500 g / mol;
(E) high molecular weight polyethylene glycol having a molecular weight range of 2500 to 8000 g / mol, and (f) glycerol.
Wherein the bioactive composition SiO 2 45 to 55 wt% of the glass, Na 2 O 20-25 wt%, a CaO 18 to 25 wt%, and P 2 O 5 3 to 6 wt%,
However, the implantable paste wherein the molecular weight of the low molecular weight polyethylene glycol and the molecular weight of the medium molecular weight polyethylene glycol are different from each other by at least 80 g / mol, and the molecular weights of the medium molecular weight polyethylene glycol and the high molecular weight polyethylene glycol are different from each other by at least 300 g / mol.
さらに、
(g) 治療的に活性のある剤、
を含む請求項1に記載のペースト。
further,
(G) a therapeutically active agent,
The paste according to claim 1.
前記生物活性ガラス顆粒が、
(b) 125〜315μmのサイズ分布を持っている、請求項1又は2に記載のペースト。
The bioactive glass granules are
(B) The paste according to claim 1 or 2, which has a size distribution of 125 to 315 µm.
前記生物活性ガラス顆粒が、
(b) 315〜500μmのサイズ分布を持っている、請求項1乃至3の何れか一項に記載のペースト。
The bioactive glass granules are
(B) The paste according to any one of claims 1 to 3, which has a size distribution of 315 to 500 µm.
前記生物活性ガラス顆粒が、
(b) 500〜800μmのサイズ分布を持っている、請求項1乃至4の何れか一項に記載のペースト。
The bioactive glass granules are
(B) The paste according to any one of claims 1 to 4, which has a size distribution of 500 to 800 µm.
前記生物活性ガラス顆粒が、
(b) 1000〜2000μmのサイズ分布を持っている、請求項1乃至5の何れか一項に記載のペースト。
The bioactive glass granules are
(B) The paste according to any one of claims 1 to 5, which has a size distribution of 1000 to 2000 µm.
前記生物活性ガラスの総重量はペーストの総重量の50〜80重量%である請求項1乃至のいずれか一項に記載のペースト。 The paste according to any one of claims 1 to 6 , wherein the total weight of the bioactive glass is 50 to 80% by weight of the total weight of the paste. 200〜700g/molの分子量の範囲を有している低分子量ポリエチレングリコール(c)の量が2〜15重量%、
700〜2500g/molの分子量の範囲を有している中分子量ポリエチレングリコール(d)の量がペーストの総重量の8〜48重量%、
高分子量ポリエチレングリコール(e)の量がペーストの総重量の1〜10重量%である、請求項1乃至のいずれか一項に記載のペースト
2-15% by weight of low molecular weight polyethylene glycol (c) having a molecular weight range of 200-700 g / mol,
The amount of medium molecular weight polyethylene glycol (d) having a molecular weight range of 700 to 2500 g / mol is 8 to 48% by weight of the total weight of the paste;
The paste according to any one of claims 1 to 7 , wherein the amount of the high molecular weight polyethylene glycol (e) is 1 to 10% by weight of the total weight of the paste.
ポリエチレングリコールの総量がペーストの総重量の20〜50重量%、
グリセロ−ル(f)の量がペーストの総重量の10重量%までである、請求項1乃至のいずれか一項に記載のペースト。
The total amount of polyethylene glycol is 20-50% by weight of the total weight of the paste,
Glycero - le amount of (f) is up to 10% by weight of the total weight of the paste, the paste according to any one of claims 1 to 8.
前記治療的に活性のある剤(g)がペーストの総重量の30重量%までである、請求項2乃至のいずれか一項に記載のペースト。 10. Paste according to any one of claims 2 to 9 , wherein the therapeutically active agent (g) is up to 30% by weight of the total weight of the paste. 前記生物活性ガラスの組成物はSiO 45〜55重量%、NaO 22〜25重量%、CaO 19〜25重量%、及びP 3.5〜6重量%である請求項1乃至10のいずれか一項に記載のペースト。 The composition of the bioactive glass SiO 2 45 to 55 wt%, Na 2 O 22-25 wt%, CaO 19 to 25 wt%, and 1 to claim a P 2 O 5 3.5 to 6 wt% The paste according to any one of 10 . 前記生物活性ガラスの組成物はSiO 53重量%、NaO 23重量%、CaO 20重量%、及びP 4重量%であるか、又は、SiO 45重量%、NaO 24.5重量%、CaO 24.5重量%、及びP 6重量%である請求項11に記載のペースト。 The composition of the bioactive glass is SiO 2 53 wt%, Na 2 O 23 wt%, CaO 20 wt% and P 2 O 5 4 wt%, or SiO 2 45 wt%, Na 2 O 24. .5 wt%, CaO 24.5 wt%, and P 2 O 5 6 wt% in the paste of claim 11. 骨形成又はインプラントのコーティングに使用するための請求項1乃至12の何れか一項に記載のペーストの使用。 Use of the paste according to any one of claims 1 to 12 for use in the coating of bone formation or implants. 請求項1乃至12の何れか一項に記載のペーストでコーティングされたインプラント。 Implants coated with the paste according to any one of claims 1 to 12.
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